MÓDULO MATERIA CURSO SEMESTRE CRÉDITOS TIPO. Formación Básica Química 1º 2º 6 Básica

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1 GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA QUÍMICA ANALÍTICA MÓDULO MATERIA CURSO SEMESTRE CRÉDITOS TIPO Formación Básica Química 1º 2º 6 Básica PROFESOR(ES) MERCEDES SÁNCHEZ VIÑAS FERMÍN ALÉS BARRERO DIRECCIÓN COMPLETA DE CONTACTO PARA TUTORÍAS (Dirección postal, teléfono, correo electrónico, etc.) Departamento de Química Analítica. Bloque III mercedes@ugr.es Departamento de Química Analítica. Bloque IV fales@ugr.es Facultad de Ciencias. Campus de Fuentenueva Granada. HORARIO DE TUTORÍAS GRADO EN EL QUE SE IMPARTE OTROS GRADOS A LOS QUE SE PODRÍA OFERTAR Grado en Ingeniería Química PRERREQUISITOS Y/O RECOMENDACIONES (si procede) Tener cursadas, con aprovechamiento, la Química de Bachillerato y Química Inorgánica, impartida en primer semestre. BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS (SEGÚN MEMORIA DE VERIFICACIÓN DEL GRADO) Reacciones ácido-base. Reacciones de formación de complejos. Reacciones redox. Reacciones de precipitación. Metodología Analítica. COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS De acuerdo con la memoria de Verificación del Grado en Ingeniería Química, en esta asignatura se contribuye a la adquisición de las Competencias, Transversales (CG) y Específicas (CE) enumeradas a continuación: COMPETENCIAS TRANSVERSALES o GENÉRICAS: Con ellas el alumno deberá adquirir la capacidad de: Analizar y sintetizar (CG-1) Página 1

2 Organizar y planificar (CG-2) Comunicarse de forma oral y escrita en la lengua oficial del Grado (CG-3) Comunicarse en una lengua extranjera (CG-4) Gestionar datos y generar información / conocimiento (CG-5) Resolver problemas (CG-6) Adaptarse a nuevas situaciones y tomar decisiones de forma correcta (CG-7) Trabajar en equipo (CG-8) Razonar críticamente (CG-9) Realizar un aprendizaje autónomo para su desarrollo continuo profesional (CG-10) Demostrar sensibilidad hacia temas medioambientales y sociales (CG-11) Mostrar iniciativa y espíritu emprendedor (CG-12) COMPETENCIAS ESPECÍFICAS: Con ellas el alumno deberá saber o conocer: Los aspectos principales de terminología química, nomenclatura, convenios y unidades (CE-1) Los tipos principales de reacciones químicas y las principales características asociadas a cada una de ellas (CE-4) El alumno deberá saber hacer o tener la capacidad de: Evaluar e interpretar datos e información Química (CE-25) Aplicar conocimientos químicos adquiridos a la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados (CE-27) Presentar, tanto de forma escrita como oral, material y argumentación científica a una audiencia especializada (CE-29) Utilizar razonadamente las herramientas matemáticas e informáticas para trabajar con datos químicos (CE-30) Manipular con seguridad materiales químicos, teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, incluyendo cualquier peligro específico asociado con su uso (CE-31) Comprender y aplicar los principios de los conocimientos básicos de la química general, química orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería. OBJETIVOS (EXPRESADOS COMO RESULTADOS ESPERABLES DE LA ENSEÑANZA) 1) Al cursar esta asignatura el alumno deberá ser capaz de: 1.- Identificar las funciones de la Química Analítica en la sociedad actual y comprender la importancia de cada una de las etapas del proceso analítico. 2.- Aplicar un tratamiento estadístico básico para evaluar la calidad de los resultados analíticos. 3.- Comprender los fenómenos, conceptos y principios relacionados con el equilibrio químico en disolución (Competencias: CG-1, CG-7, CG-9, CG-10, CE-30). 4.- Conocer y aplicar otros parámetros relacionados con los equilibrios en disolución: ph, grado de reacción lateral, solubilidad, potencial electroquímico (Competencias CE-1 y CE-4). 5.- Aplicar la metodología correcta para la realización de cálculos relacionados con el comportamiento de las sustancias en disolución (Competencias CE-25, CE-27). 6.- Conocer los procesos ácido-base, complejación, precipitación y redox que tienen lugar en disolución, así como los cálculos implicados en cada tipo de proceso. 7.- Conocer los métodos de análisis gravimétrico y volumétrico, así como sus principales aplicaciones en la Ingeniería Química. 2) Desarrollar habilidades y destrezas relacionadas con: Página 2

3 1. Hábitos de estudio y trabajo regular útiles para la formación y el desarrollo profesional 2. La capacidad para trabajar en equipo 3. La habilidad para argumentar desde criterios racionales en un grupo o seminario 4. La capacidad crítica a la hora de procesar la información 5. La mejora de la presentación escrita y la comunicación oral 6. El manejo de las diversas fuentes de información, tanto la bibliografía tradicional (libros, tablas de constantes, etc.) como las TICs. (Todas ellas se trabajarán bajo las competencias transversales (CG-1 a CG-12)) TEMARIO DETALLADO DE LA ASIGNATURA TEMARIO TEÓRICO: BLOQUE I: Metodología en Química Analítica Tema 1. Introducción a la metodología en Química Analítica Definición y objetivos de la Química Analítica. Clasificaciones en Química Analítica. El proceso analítico: etapas. Método y procedimiento analíticos. Tema 2. Evaluación de los datos analíticos Calidad en las medidas analíticas. Metrología en Química Analítica: trazabilidad e incertidumbre. Distribución de datos experimentales: Parámetros característicos de una distribución. Componentes del error en los resultados analíticos. Exactitud de un resultado analítico: veracidad y precisión. Expresión de los resultados: convenio de cifras significativas. BLOQUE II: Equilibrios Iónicos en disolución. Aplicaciones analíticas Tema 3. Equilibrio Químico Concepto de equilibrio químico. Aspectos termodinámicos. Ley de acción de masas. Expresión de la constante de equilibrio. Factores que afectan al equilibrio químico. Electrolitos y no electrolitos. Actividad y coeficientes de actividad. Ley de Debye-Hückel Tema 4. Reacciones ácido-base. Volumetrías ácido-base Conceptos ácido-base. Fuerza relativa de los ácidos y las bases. Disolventes niveladores y diferenciadores. Constante de autoprotolisis. ph: diferentes esclas. Hidrólisis. Disoluciones reguladoras. Equilibrios ácido-base en sistemas complejos. Curvas de valoración. Indicadores químicos. Patrones y disoluciones valoradas. Valoraciones no acuosas. Ejemplos de valoraciones ácidobase. Tema 5. Reacciones de formación de complejos. Volumetrías de complejación Concepto. Tipos de ligandos. Teoría de Werner. Formulación y nomenclatura de complejos. Constantes de estabilidad sucesivas y globales. Factores que afectan a la estabilidad. Valoraciones con ligandos monodentados. Valoraciones con ligandos polidentados. Indicadores metalocrómicos. Tipos de valoraciones complexométricas. Ejemplos de valoraciones de complejación. Tema 6. Reacciones de precipitación. Volumetrías de precipitación Equilibrios heterogéneos. Solubilidad y producto de solubilidad. Condiciones de precipitación y disolución. Factores que afectan a la solubilidad. Precipitación fraccionada. Volumetrías de precipitación. Tema 7. Anáilsis Gravimétrico Introducción. Clasificación de los métodos gravimétricos. Formación y evolución de los precipitados. Propiedades de los precipitados. Calcinación de los precipitados. Precipitación en medio homogéneo. Operaciones generales del análisis gravimétrico. Cálculos en análisis gravimétrico. Aplicaciones del análisis gravimétrico. Tema 8. Reacciones de oxidación-reducción. Volumetrías de oxidación-reducción Página 3

4 Reacciones redox. Estado de oxidacción. Ajuste de reacciones.- Pilas. Concepto. Tipos. -Fuerza electromotriz de las pilas. Potenciales de celda. -Energía libre. Ecuación de Nernst. - Factores que afectan al potencial de un sistema redox. - Aplicación de la ecuación de Nernst. Limitaciones en el uso de potenciales normales de electrodo. Curvas de valoración. Indicadores redox. Reacciones redox previas. Patrones y disoluciones valorantes. Principales aplicaciones de las volumetrías redox. TEMARIO PRÁCTICO: Seminarios/Talleres - Resolución de problemas numéricos relacionados con el temario teórico - Simulación por ordenador - Empleo de hojas de cálculo para obtener curvas de valoración Prácticas de Laboratorio Práctica 1. Hidrólisis de sales. Acción reguladora Práctica 2. Volumetrías ácido-base. Normalización de agente valorante Práctica 3. Reacciones de formación de complejos. Volumetrías de complejación. Práctica 4. Reacciones de solubilidad y precipitación. Análisis gravimétrico Práctica 5. Carácter reductor de los metales. Volumetrías de oxidación-reducción BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA, D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, 8ª Ed., Thomson, Madrid, 2005 EQUILIBRIOS IÓNICOS Y SUS APLICACIONES ANALÍTICAS, M. Silva, J. Barbosa, Síntesis, Madrid EQUILIBRIOS QUÍMICOS EN DISOLUCIÓN: APLICACIONES ANALÍTICAS, J.A. Ávila Rosón, A. Fernández Gutiérrez, E.J. Alonso Hernández, J.F. Fernández Sánchez, Universidad de Granada, Granada, ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO, D.C. Harris, 3ª ed., Reverté, Barcelona QUÍMICA ANALÍTICA CONTEMPORANEA, K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Pearson Educación, México, BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: QUÍMICA. Un proyecto de la ACS, American Chemical Society, Reverte, Barcelona, QUÍMICA, R. Chang,, 6ª Ed., McGraw Hill, Madrid, 1999 INTRODUCCIÓN AL EQUILIBRIO QUÍMICO, A.M. García Campaña, L. Cuadros Rodriguez, Base Universitaria (Iniciación a la Química Superior) Anaya, Madrid, QUIMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA, R.A. Day, A.L. Underwood, Prentice Hall, México, PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA, P. Yáñez-Sedeño, J.M. Pingarrón, F.J.M. de Villena, Síntesis, Madrid, PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA, J.A. López Cancio, Thomson, CURSO EXPERIMENTAL EN QUÍMICA ANALÍTICA, J. Guiteras, R. Rubio, G. Fonrodona, Síntesis, Madrid, 2003 ENLACES RECOMENDADOS Cumplimentar con el texto correspondiente en cada caso. Página 4

5 METODOLOGÍA DOCENTE Las actividades presenciales propuestas para el desarrollo del programa antes especificado son: 1. Lección magistral (Clases teóricas-expositivas). Presentación en el aula de los conceptos fundamentales y desarrollo de los contenidos propuestos. (30 horas) 2. Seminarios (Aula Informática, seminarios). Actividades a través de las cuales se pretende mostrar al alumnado cómo aplicar los conocimientos teóricos adquiridos así como la realización de problemas numéricos relacionados con los contenidos teóricos incluidos en el temario desarrollado. (16 h). 3. Prácticas de laboratorio: realización de prácticas en el laboratorio, aplicando experimentalmente los conocimientos y habilidades adquiridas en las actividades de aula. (5 prácticas de 2 horas de duración=10h) 4. Realización de exámenes escritos/orales: 4 h Entre las actividades no presenciales propuestas para el desarrollo del programa de la asignatura están: 1. THT: Trabajos propuestos por el profesor para realizar en casa y entregar en una fecha concreta. 2. Utilización del programa Excel para la resolución de determinados problemas numéricos propuesto previamente por el profesor. 3. Realización de prácticas de laboratorio mediante simulación en ordenador. 4. Estudio y elaboración de un tema del programa o no, por grupos de alumnos. De estas actividades se seleccionarán tres, si el número de alumnos y el resto de tareas lo permiten. PROGRAMA DE ACTIVIDADES Segundo cuatrimestre Temas del temario ST Actividades presenciales (60 horas) Actividades no presenciales (90 horas) SL SRP S E TI TC ETI TG THT Semana 1 P,1,2 3 3 Semana Semana Semana Semana Semana Semana Semana 8 5, Semana Semana Semana 11 6, Página 5

6 Semana 12 7, Semana Semana Semana Total horas 30 (1) ST SESIONES TEÓRICAS SL SESIONES DE LABORATORIO SRP SESIONES DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS S SEMINARIOS E EXÁMENES TI TUTORÍAS INDIVIDUALES TC TUTORÍAS COLECTIVAS ETI ESTUDIO Y TABAJO INDIVIDUAL DEL ALUMNO TG TRABAJO EN GRUPO THT REALIZACIÓN DE CUESTIONARIOS ESCRITOS (TAKE HOME TEST) EVALUACIÓN (INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN, CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y PORCENTAJE SOBRE LA CALIFICACIÓN FINAL, ETC.) INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN 1. Realización de cuestionarios escritos (THT, take home tests) sobre las diversas partes del programa de la asignatura 2. Exámenes escritos para determinar los conocimientos sobre el programa de teoría y la resolución de problemas numéricos. Se realizará una prueba escrita con posibilidad de resuperación y/o mejora de la calificación. 3. Realización de trabajos, discusión en grupo con el profesor y evaluación de la participación personal. CRITERIOS DE EVALUACIÓN - Constatación del dominio de los contenidos teóricos y prácticos (exámenes escritos) - Valoración de los trabajos realizados, individualmente o en equipo, atendiendo a la presentación, redacción y claridad de ideas, estructura y nivel científico, creatividad, justificación de lo argumentado y actualización de la bibliografía consultada. - Grado de implicación y actitud del alumno manifestadas en su participación en las actividades de laboratorio, su participación en las consultas (tutorías) y en la elaboración de los trabajos individuales o en equipo. - Asistencia a clase, especialmente a las clases prácticas, seminarios, tutoría y sesiones en grupo. CALIFICACIÓN FINAL - El estudiante ha de aprobar por separado la teoría y las prácticas de laboratorio, puntuándose cada una de ellas sobre un máximo de La calificación de la teoría supone el 50% de la calificación final. - Los resultados obtenidos durante la realización de las prácticas de laboratorio se valora con un 20% de la calificación final. - Los cuestionarios escritos (THTs) y trabajos académicos dirigidos individuales o en grupo, suponen un 20% de la calificación final. - La asistencia, actitud y participación del estudiante en clase, tutorías, seminarios y sesiones en grupo, suponen el 10% de la calificación final Página 6

7 INFORMACIÓN ADICIONAL Cumplimentar con el texto correspondiente en cada caso. Página 7